包括高熔体流动指数树脂的制品的制作方法

包括高熔体流动指数树脂的制品的制作方法
【专利说明】
[0001] 优选权申请
[0002] 本申请要求2012年7月16日提交的美国临时申请No. 61/672,021的优先权，其 全部公开内容特此以引用的方式并入本文。
技术领域
[0003] 本申请与包括一种或多种高熔体流动指数树脂的制品有关。具体而言，本文描述 的某些实施方案涉及包括通过ASTM D1238、条件L试验，熔体流动指数大于325g/10min的 恪体流动树脂的复合材料制品。
[0004] 发明背景
[0005] 设计了通常供汽车和建筑材料应用的制品以满足许多竞争性且严格的性能规范。

【发明内容】

[0006] 一方面，提供了包含含增强纤维的纤维增强热塑性聚合物芯层和树脂，例如包 含高熔体流动指数的热塑性树脂，例如通过ASTMD1238、条件L测量，熔体流动指数大于 100g/10min或大于325g/10min的热塑性树脂的热塑性复合材料制品。
[0007] 在某些实施方案中，所述芯层可渗透并且包含约0. lgm/cm3至约I. 8gm/cm 3的密 度。在其它实施方案中，按所述芯层的体积计，所述芯层包含介于约20%至约80%之间的 孔隙率。在另外的实施方案中，包含大于325g/10min的熔体流动指数的树脂包含聚烯烃树 月旨、热塑性聚烯烃共混树脂、聚乙烯聚合物树脂、丁二烯聚合物树脂、丙烯酸聚合物树脂、聚 酰胺树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈苯乙烯聚合物 树脂、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚苯醚树脂、聚氧化二 甲苯树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚树脂、聚醚酮树脂、聚缩醛树脂、聚氨基甲酸酯树酯、聚苯并 咪唑树脂中的至少一种或其共聚物或混合物。在一些实例中，增强纤维包含玻璃纤维、碳纤 维、石墨纤维、合成有机纤维、无机纤维、天然纤维、矿物纤维、金属纤维、金属化无机纤维、 金属化合成纤维、陶瓷纤维中的一种或多种或其组合。在某些实例中，增强纤维包含玻璃纤 维并且包含高熔体流动指数的树脂包含聚丙烯。
[0008] 在一些实例中，所述树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于325g/10min而小 于750g/10min的熔体流动指数。在其它实例中，所述树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包 含大于或等于750g/10min而小于1000g/10min的恪体流动指数。在其它实例中，所述树脂 通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于1000g/10min而小于1250g/10min的熔体流动指 数。在另外的实例中，所述树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于或等于1250g/10min 的熔体流动指数。
[0009] 另一方面，提供了包含含增强纤维的纤维增强热塑性聚合物芯层和通过ASTM D1238、条件L测量，含大于325g/10min的熔体流动指数的热塑性树脂的热塑性复合材料制 品。在一些实施方案中，所述复合材料制品还包括至少一置于纤维增强热塑性聚合物芯层 表面上的表面层。
[0010] 在某一些实例中，所述芯层可渗透并且包含约0. lgm/cm3至约I. 8gm/cm3的密度。 在其它实例中，按所述芯层的体积计，所述芯层包含介于约20%至约80%之间的孔隙率。 在某些实施方案中，包含大于325g/10min的熔体流动指数的热塑性树脂包含聚烯烃树脂、 热塑性聚烯烃共混树脂、聚乙烯聚合物树脂、丁二烯聚合物树脂、丙烯酸聚合物树脂、聚酰 胺树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈苯乙烯聚合物树 月旨、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚苯醚树脂、聚氧化二甲苯 树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚树脂、聚醚酮树脂、聚缩醛树脂、聚氨基甲酸酯树酯、聚苯并咪唑 树脂中的至少一种或其共聚物或混合物。在某些实例中，增强纤维包含玻璃纤维、碳纤维、 石墨纤维、合成有机纤维、无机纤维、天然纤维、矿物纤维、金属纤维、金属化无机纤维、金属 化合成纤维、陶瓷纤维中的一种或多种或其组合。在一些实施方案中，所述表面层包含织 物、薄膜、麻棉布及其组合中的一种或多种。
[0011] 在某些实例中，所述热塑性树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于 325g/10min而小于750g/10min的熔体流动指数。在一些实例中，所述热塑性树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于或等于750g/10min而小于1000g/10min的熔体流动指数。在 其它实例中，所述热塑性树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于1000g/10min而小于 1250g/10min的熔体流动指数。在另外的实例中，所述热塑性树脂通过ASTM D1238、条件L 测量，包含大于或等于1250g/10min的熔体流动指数。在其它实例中，置于芯层上的表面层 包含含至少l〇〇g/l〇min的熔体流动指数的树脂。在一些实施方案中，置于芯层上的表面层 包含含至少325g/10min的熔体流动指数的树脂。
[0012] 在其它实施方案中，附加表面层可置于所述芯层的反面上。在一些实施方案中，置 于芯层上的表面层包含含至少l〇〇g/l〇min的熔体流动指数的树脂，并且置于芯层反面上 的附加表面层包含含小于l〇〇g/l〇min的熔体流动指数的树脂。在某些实例中，置于芯层 上的表面层包含含至少l〇〇g/l〇min的熔体流动指数的树脂，并且置于芯层反面上的附加 表面层包含含至少l〇〇g/l〇min的熔体流动指数的树脂。在某些实施方案中，附加表面层 包含织物、薄膜、麻棉布及其组合中的一种或多种。在某些实例中，表面层和附加表面层包 含相同材料。在某些实施方案中，热塑性芯层包含通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于 325g/10min的熔体流动指数的聚丙烯树脂并且增强纤维包含玻璃纤维。在一些实施方案 中，所述制品的基重介于约300gsm和约3000gsm之间。在其它实施方案中，所述制品包含的 基重比含熔体流动指数小于约l〇〇g/l〇min的树脂的参考制品的基重低约10%，其中所述 制品进一步包含在纵向或横向或两个方向上，与所述参考制品大体上相似的弯曲倾斜度。
[0013] 再一方面，描述了一种复合材料制品，其包含可渗透的纤维增强热塑性芯层，所述 芯层包含与通过ASTM D1238测量，包含大于325g/10min的熔体流动指数的热塑性树脂粘 在一起的多根增强纤维。
[0014] 在某些实施方案中，可渗透芯层包含约0,1gm/cm3至约I. 8gm/cm3的密度。在其 它实施方案中，所述制品可包括置于所述芯层表面上的第一增强层。在一些实例中，所述第 一增强层包含增强纤维的基质和热塑性树脂。在另外的实例中，第一增强层的热塑性树脂 通过ASTM D1238测量，包含大于325g/10min的熔体流动指数。在其它实例中，增强纤维的 基质包含呈双向定位的纤维，例如在单层或多层中存在的双向定位纤维。在某些实施方案 中，所述制品可包括置于芯层反面上的第二增强层。在一些实例中，第二增强层包含增强纤 维的基质和热塑性树脂。在某些实例中，第二增强层的热塑性树脂通过ASTM D1238测量， 包含大于325g/10min的熔体流动指数。在其它实例中，在第一增强层和第二增强层的每一 层中的增强纤维的基质包含呈双向定位的纤维。
[0015] 另一方面，公开了一种预浸组合物，其包含多根分散于通过ASTM D1238测量，包含 大于325g/10min的熔体流动指数的热塑性树脂中的增强纤维。
[0016] 在一些实施方案中，基于所述预浸组合物的重量，所述树脂的载重量为所述热塑 性树脂的约20-70重量％。在某些实例中，所述组合物可包括至少一种添加剂。在某些实 施方案中，所述热塑性树脂包含聚烯烃树脂、热塑性聚烯烃共混树脂、聚乙烯聚合物树脂、 丁二烯聚合物树脂、丙烯酸聚合物树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯碳酸酯 树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈苯乙烯聚合物树脂、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物树脂、 聚醚酰亚胺树脂、聚苯醚树脂、聚氧化二甲苯树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚树脂、聚醚酮树脂、 聚缩醛树脂、聚氨基甲酸酯树酯、聚苯并咪唑树脂中的至少一种或其共聚物或混合物。在一 些实例中，所述增强纤维包含玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、合成有机纤维、无机纤维、天然 纤维、矿物纤维、金属纤维、金属化无机纤维、金属化合成纤维、陶瓷纤维中的一种或多种或 其组合。在其它实例中，所述增强纤维包含玻璃纤维并且通过ASTMD1238测量，包含大于 325g/10min的熔体流动指数的热塑性树脂包含聚丙烯。
[0017] 在某些实例中，所述热塑性树脂通过ASTM D1238测量，包含大于325g/10min而小 于750g/10min的熔体流动指数。在其它实例中，所述热塑性树脂通过ASTM D1238测量，包 含大于或等于750g/10min而小于1000g/10min的恪体流动指数。在一些实例中，所述热塑 性树脂通过ASTM D1238测量，包含大于1000g/10min而小于1250g/10min的熔体流动指数。 在另外的实例中，所述热塑性树脂通过ASTMD1238测量，包含大于或等于1250g/10min的熔 体流动指数。
[0018] 另一方面，通过了一种热塑性复合材料制品，其包含热塑性高熔体流动指数树脂 和分散于所述树脂中的增强纤维，其中所述高熔体流动指数树脂按有效量存在以提供小于 15g Sm-cm/N的基重/弯曲倾斜度比（在纵向上通过改进的弯曲试验测量）。另一方面，通 过了一种热塑性复合材料制品，其包含热塑性高熔体流动指数树脂和分散于所述树脂中的 增强纤维，其中所述高熔体流动指数树脂按有效量存在以提供小于15g Sm-cm/N的基重/弯 曲倾斜度比（在横向上通过改进的弯曲试验测量）。改进的弯曲试验法是ASTM D790的变 型并且本文进行了更加详细地描述。
[0019] 在某些实施方案中，所述热塑性树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于 325g/10min而小于750g/10min的熔体流动指数。在其它实例中，所述热塑性树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于或等于750g/10min而小于1000g/10min的熔体流动指数。在 一些实例中，所述热塑性树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于1000g/10min而小于 1250g/10min的熔体流动指数。在另外的实例中，所述热塑性树脂通过ASTM D1238、条件L 测量，包含大于或等于1250g/10min的恪体流动指数。
[0020] 再一方面，描述了一种热塑性复合材料制品，其包含高熔体流动指数树脂和分 散于所述树脂中的增强纤维，其中所述高熔体流动指数树脂按有效量存在以提供小于约 66gsm/N，例如小于42gsm/N的基重/纵向峰值负载比。
[0021] 在某些实施方案中，所述热塑性树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于 325g/10min而小于750g/10min的熔体流动指数。在其它实施方案中，所述热塑性树脂通过 ASTM D1238、条件L测量，包含大于或等于750g/10min而小于1000g/10min的熔体流动指 数。在某些实例中，所述热塑性树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于1000g/10min 而小于1250g/10min的熔体流动指数。在其它实例中，所述热塑性树脂通过ASTM D1238、条 件L测量，包含大于或等于1250g/10min的恪体流动指数。
[0022] 另一方面，公开了一种热塑性复合材料制品，其包含高熔体流动指数树脂和分散 于所述树脂中的增强纤维，其中所述高熔体流动指数树脂按有效量存在以提供小于90gsm/ N的基重/横向峰值负载比。
[0023] 在某些实例中，所述热塑性树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于 325g/10min而小于750g/10min的熔体流动指数。在其它实例中，所述热塑性树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于或等于750g/10min而小于1000g/10min的熔体流动指数。在 另外的实例中，所述热塑性树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于1000g/10min而小 于1250g/10min的熔体流动指数。在其它实施方案中，所述热塑性树脂通过ASTM D1238、条 件L测量，包含大于或等于1250g/10min的恪体流动指数。
[0024] 再一方面，提供了一种方法，包括：将增强纤维和包含高熔体流动指数的聚合物树 脂添加到经搅拌的含液泡沫中形成聚合物树脂和增强纤维的分散混合物；将所述增强纤维 和聚合物树脂的分散混合物沉积在成形支撑元件上；排空所述液体以形成网；高于所述聚 合物树脂的软化温度加热所述网；并且压缩所述网至预定厚度形成所述聚合物材料。
[0025] 在某些实施方案中，所述方法可包括在所述压缩网上安置一表面层。在一些实 例中，所述方法可包括选择通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于325g/10min而小于 750g/10min的熔体流动指数的聚合物树脂。在其它实例中，所述方法可包括选择通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于或等于750g/10min而小于1000g/10min的熔体流动指数的聚 合物树脂。在另外的实例中，所述方法可包括选择通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于 1000g/10min而小于1250g/10min的恪体流动指数的聚合物树脂。
[0026] 另一方面，提供了一种促进车辆零件成形的方法，所述方法包括提供包含含增强 纤维的纤维增强聚合物芯的复合材料，所述增强纤维分散于通过ASTM D1238、条件L测量， 含大于325g/10min的高熔体流动指数的树脂中。
[0027] 在某些实施方案中，所述树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于325g/10min 而小于750g/10min的熔体流动指数。在其它实施方案中，所述树脂通过ASTM D1238、条件 L测量，包含大于或等于750g/10min而小于1000g/10min的熔体流动指数。在某些实施方 案中，所述树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于1000g/10min而小于1250g/10min 的熔体流动指数。在某些实施方案中，所述树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于或 等于1250g/10min的熔体流动指数。
[0028] 在一些实施方案中，所述复合材料包含至少一置于所述聚合物芯上的表面层。在 其它实施方案中，所述表面层包含高熔体流动指数树脂。在另外的实施方案中，所述表面 层包含织物、薄膜、麻棉布及其组合中的一种或多种。在其它实施方案中，所述芯的基重/ 弯曲倾斜度比小于20gsm-cm/N。在其它实施方案中，所述芯的基重/纵向峰值负载比小于 66gsm/N〇
[0029] 再一方面，提供了一种促进车辆零件成形的方法，所述方法包括提供包含含高熔 体流动指数树脂的纤维增强聚合物芯和置于所述纤维增强聚合物芯上的表面层的热塑性 复合材料制品。
[0030] 在某些实施方案中，所述树脂通过ASTM D1238、条件L测量，包含大于325g/10min 而小于750g/10min的熔体流动指数。在一些实施方案中，所述树脂通过ASTM D1238、条件 L测量，包含大于或等于750g/10min而小于1000g/10min的熔体流动指数。在某些实施方 案中，所述树脂通过ASTM D1